Radiatoare termice - tot ce trebuie să știți 【ghid complet】

Pe piață găsim procesoare și plăci grafice din ce în ce mai puternice, care necesită un radiativ proporțional în performanță. Dacă nu ar fi folosit pentru ele, computerele ca atare nu ar putea funcționa, cel puțin computere desktop sau laptop, deoarece componentele lor principale ar arde fără remediu.

În acest articol vom încerca să cunoaștem în profunzime heatsink-urile computerului, elementele lor, fundamentele de funcționare și tipurile care există. Dacă vă gândiți să cumpărați unul dintre acestea, nu ratați acest articol, așa că haideți să începem!

Indice de conținut

Ce este un radiator

Radiatorul este elementul responsabil pentru disiparea sau eliminarea căldurii generate de o componentă electronică datorită utilizării. Există multe tipuri de radiante, cum ar fi aerul, răcirea lichidului sau chiar convecția directă în componente cufundate într-un lichid non-conductiv. Dar cele pe care le vom acoperi aici sunt răcitoarele de aer, cele mai comune pentru conectare și cele folosite de cei mai mulți utilizatori.

De fapt, într-un computer nu doar găsim un radiativ, putem crede că heatsink este doar blocul care se află deasupra procesorului sau pe placa grafică, dar nimic nu este mai departe de realitate. Alte componente, cum ar fi chipsetul plăcii de bază sau VRM- ul aceluiași, au, de asemenea, nevoie de termopan.

Tocmai acest ultim element a câștigat o proeminență considerabilă în ultimii ani. VRM este sistemul de alimentare a procesorului și, ca atare, trebuie să trimită o cantitate mare de curent pentru ca acesta să funcționeze, vorbim despre 90-200 amperi (A) la aproximativ 1.2-15V. MOSFETS sunt tranzistoare care reglează curentul care este trimis procesorului și memoriei, astfel încât se încălzesc foarte tare. De asemenea, găsim radiative la sursa de alimentare din același motiv și, în general, în orice cip care funcționează la o frecvență ridicată.

Cum funcționează cu adevărat: fundament fizic al termopanelor

Totul începe cu modul în care o componentă electronică generează căldură, care se numește efectul Joule. Este un fenomen care apare atunci când electronii se mișcă într-un conductor. În consecință, va avea loc o creștere a temperaturii din cauza energiei cinetice și a coliziunilor dintre ele. Cu cât intensitatea energiei este mai mare, cu atât va fi mai mare fluxul de electroni în conductor și, în consecință, cu atât va fi eliberată mai multă căldură. Acest lucru este extensibil la cipurile de siliciu, în interiorul cărora se condensează un număr mare de electroni sub formă de impulsuri electrice.

Putem vedea acest fenomen perfect în această captare termică. Când un computer consumă o cantitate mare de energie, chiar și conductoarele cresc temperatura.

Acestea fiind spuse, radiatorul nu este altceva decât un bloc metalic format din sute de aripioare care este în contact direct cu cipul printr-o pastă termică. În acest fel, căldura generată de cip trece la termopan și de la acesta la mediu. În general, unul sau doi ventilatori sunt așezați deasupra radiantelor pentru a ajuta la eliminarea căldurii din metal. În esență, două mecanisme de schimb de căldură intervin:

• Conducția: este fenomenul prin care un corp solid mai fierbinte își trece căldura la unul mai rece, care este în contact cu acesta. Acest lucru se întâmplă exact între IHS-ul procesorului și termopan. Apoi vom vedea că există o oarecare rezistență termică între ele. Convecție: Convecția este un alt fenomen de transfer de căldură care se produce numai în lichide, apă, aer sau aburi. În acest caz, aerul ajunge la aripioarele radiatorului, de preferință la viteză mare, astfel încât să poată prelua mai multă căldură din aripioarele fierbinți ale radiatorului.

Mărimi pentru a ști dacă un radiator este bun

Văzută operațiunea din punct de vedere tehnic, va trebui să cunoaștem în continuare principalele magnitudini implicate într-un termopan bun. Deși este adevărat că multe dintre ele nu sunt reflectate în specificații, pentru cei mai curioși vor fi interesanți.

• TDP: TDP este, fără îndoială, cel mai important parametru al unui radiator, deoarece este foarte reprezentativ. Numim TDP (Thermal Design Power) cantitatea de căldură pe care o componentă electronică trebuie să o genereze atunci când se află la sarcina maximă. Acest parametru apare pe procesoare și termopan și nu are nicio legătură cu consumul de energie al componentei electronice în sine. Deci procesorul este configurat pentru a suporta TDP maxim, deci un radiator trebuie să aibă același sau mai mult pentru ca CPU să funcționeze în siguranță. CPU TDP <TDP Heatsink, întotdeauna. Conductivitate și rezistivitate: conductivitatea este capacitatea de a transporta căldura pe care un corp sau o substanță o are. Și rezistivitatea, pentru că exact invers, rezistența pe care o prezintă pentru a conduce căldura. Conductivitatea este măsurată în W / mK (Watt pe metru Kelvin) și cu atât este mai bună. Rezistența termică: rezistența termică este fenomenul care se opune trecerii căldurii de la un element la altul. Este la fel ca o rezistență electrică, cu cât este mai mare, cu atât va fi mai greu să treacă căldura. Într-un sistem de refrigerare intervin multe rezistențe termice, de exemplu, contactul procesorului și al radiatorului, contactul dintre încapsulare și miezuri etc. Prin urmare, este vorba de a pune elemente cu o conductivitate ridicată, pentru a evita aceste rezistențe. Suprafața de contact: Suprafața de contact nu este ceva specificat în specificații, deoarece face parte din proiectarea radiatorului. Dacă ar fi să ne confruntăm cu o placă cu un Noctua D15, care ai spune că are mai multă suprafață de contact? Ei bine, chiuvetă fără îndoială. Acest parametru măsoară suprafața totală care va fi scăldată de aer. Cu cât sunt mai multe aripioare, cu atât suprafața de schimb este mai mare, deoarece toate au două fețe, una după cealaltă înmulțită cu sute de ele. Debitul și presiunea aerului: acești parametri sunt raportați la ventilatoare. Fluxul de aer este cantitatea de aer pe care un ventilator o pune în mișcare și este măsurată în CFM, în timp ce presiunea statică este forța cu care aerul lovește aripioarele și este măsurată în mmH2O. Într-un radiator, dorim presiunea maximă posibilă cu un debit mare.

Componentele și părțile radiatorului

După ce ați văzut parametrii implicați în funcționarea unui radiator pentru PC, nu este idee să știți ce elemente fac parte din acesta. Sau mai degrabă, cum este construit un radiator termic. În plus, vom vedea elementele care intervin imediat după DIE sau nucleele procesorului.

IHS

IHS, sau Integrated Heat Spreader, este încapsularea procesorului. Aici totul începe, deoarece este primul element care este în contact cu miezurile procesorului, care generează cu adevărat căldura componentei electronice. Acest pachet este fabricat din cupru, iar cele mai puternice procesoare sunt direct lipite pe DIE pentru a elimina rezistența termică la minimum.

Acest lucru asigură că toate căldurile posibile trec în cele mai bune condiții către celelalte elemente de disipare. Există jetoane care nu au această încapsulare, cum ar fi GPU-urile, în ele, radiatorul face contact direct cu DIE al miezurilor cu ajutorul pastei termice, astfel încât transferul este mai eficient. Procesul de îndepărtare a IHS și punerea radiatorului în contact direct cu DIE se numește Delidding. Cu pastă termică pe bază de metal lichid, puteți îmbunătăți temperaturile cu până la 20 ° C sau mai mult.

Pasta termica

Elementul cu cea mai mare rezistență termică în ansamblul radiator. Este foarte important să aveți o trecere termică foarte bună în cipuri puternice, deoarece conductivitatea sa va fi mai mare. Funcția pastei termice este de a îmbunătăți pe cât posibil conexiunea dintre IHS sau DIE și blocul rece al radiatorului.

Deși ni se pare că un bloc este foarte bine lustruit, microscopic contactul nu este perfect, deoarece sunt solide, astfel încât un element care le leagă fizic este necesar pentru ca efectul de căldură să aibă un efect.

Pe piață avem trei tipuri de pastă termică, cele de tip ceramic, în general albe, cele de tip metalic, aproape întotdeauna gri sau argintiu sau cele din metal lichid care par, bine, metal lichid. Cele metalice sunt cele mai obișnuite, cu un raport performanță / preț foarte bun și cu conductivități de până la 13 W / mK. Cele metalice lichide sunt utilizate în mod normal pentru Deliberare și au conductivități de până la 80 W / mK.

Bloc rece

Blocul rece este baza radiatorului, care contactează procesorul sau cipul electronic. De obicei este mai mare decât IHS în sine, pentru a asigura recepția și transferul maxim de căldură.

Un radiator termic bun are întotdeauna o bază din cupru. Acest metal are o conductivitate cuprinsă între 372 și 385 W / mK, fiind depășit doar de argint și alte metale mai scumpe. Notă diferența dintre această valoare și cea oferită de o pastă termică.

Conducte de căldură

Presupunem că evaluăm o rezistență termică bună, iar acestea au întotdeauna conducte de căldură sau tuburi de căldură. La fel ca blocul rece, sunt fabricate din cupru sau cupru nichelat.

Funcția lor este foarte simplă, dar foarte importantă, de a lua toată căldura de la blocul rece și de a o transporta la turnurile de aripioare de deasupra acesteia. Uneori, se realizează într-un mod foarte vizual, cu tuburile de căldură care separă blocul de turnuri, iar altele sunt integrate în set, așa cum se întâmplă în Prismele Wrait ale AMD.

Turn finlandez sau bloc

După cele două elemente anterioare, avem în sine termometrul. Este un element în formă de turn dreptunghiular sau pătrat, prevăzut cu un număr incredibil de aripioare unite între ele prin aripioare de căldură sau alte aripioare. Sunt întotdeauna confecționate din aluminiu, un metal mai ușor decât cuprul și cu o conductivitate de 237 W / mK. Căldura se extinde în toate, pentru a o transfera prin convecție la aerul care este în contact cu suprafața sa.

ventilator

Considerăm că este, de asemenea, o parte din termopan pentru a face munca importantă de a crea un flux de aer de mare viteză, astfel încât convecția, în loc să fie naturală, să fie forțată și să elimine mai multă căldură din metal.

Radiografiile actuale poartă, de regulă, aproape toți unul sau doi ventilatori, deși nu au neapărat o dimensiune standard așa cum se întâmplă în cele care se vând separat pentru șasiu.

Tipuri de termopan

De asemenea, avem pe piață diferite tipuri de heatsink-uri. Fiecare dintre ele este orientat către o funcționalitate diferită, dacă le putem clasifica și în moduri diferite.

Radiatoare pasive

Un radiator termic pasiv este unul care nu are un element electric care să lucreze pentru a-l ajuta să îndepărteze căldura, de exemplu un ventilator. Aceste radiative nu sunt utilizate de obicei pentru procesoare, deși sunt pentru chipseturi sau VRM. Ele sunt pur și simplu blocuri de aluminiu sau aripiu, care alungă căldura prin convecție naturală.

Radiatoare active

Spre deosebire de celelalte, aceste radiative au un element responsabil pentru maximizarea schimbului de căldură cu mediul înconjurător. Ventilatoarele montate pe ele au controlul curent continuu PWM sau analogic pentru diferite rotații pe minut, în funcție de temperatura procesorului. Tocmai din acest motiv, sunt termopanuri active.

Radiator termic

Dacă ne uităm la designul său, avem și mai multe tipuri, iar unul dintre ele este termopanul turnului. Această configurație se bazează pe un bloc rece, prevăzut cu un turn mare cu aripi, nu neapărat atașat direct la acesta, ci de tuburi de căldură. Putem găsi topuri de unu, două și chiar patru turnuri cu un design extravagant. Măsurătorile sale sunt, de obicei, în jur de 120 mm lățime și până la 170 mm înălțime, proiectate mai mult de 1500 de grame.

O caracteristică a acestora este că ventilatoarele sunt așezate vertical în raport cu planul plăcii de bază. Acest lucru nu anulează faptul de a avea modele cu acestea pe orizontală.

Radiatoare termice cu profil scăzut

Spre deosebire de cele anterioare, care au o înălțime considerabilă, acestea pariază cu configurații foarte mici pentru șasiu îngust sau spații reduse. Se poate considera că au un turn, deși este orizontal. Au chiar fani între acest turn și blocul rece.

Spre deosebire de cele anterioare, ventilatoarele sunt întotdeauna plasate orizontal și paralel cu planul plăcii de bază, expulzând aerul vertical sau axial.

Ventilatoare termice

Racitoarele suflante sunt utilizate pentru plăci grafice și alte componente sub formă de carduri de expansiune. În prezent, găsim, de asemenea, configurații similare pentru chipset-uri de mare putere, cum ar fi AMD X570. Le găsim și în HTPC sau NAS, care datorită spațiului mic sunt cele mai eficiente.

Acestea se caracterizează prin faptul că au un ventilator centrifugal care absoarbe aerul și îl expulzează pe blocul fin în paralel cu aripioarele. În general, acestea sunt poțiuni mai slabe decât termopanele anterioare.

Radiatoare de stoc

Nu este un design ca atare, dar acestea sunt elementele de încălzire pe care producătorul procesorului le include în pachetul său de cumpărare. Există unele de calitate foarte bună precum cele ale AMD, iar altele foarte proaste precum cea a Intel.

Răcire lichidă

Aceste sisteme sunt alcătuite dintr-un circuit închis de apă distilată sau orice alt lichid care poate fi utilizat. Acest lichid rămâne în mișcare continuă datorită unei pompe sau a unui rezervor prevăzut cu o pompă, astfel încât trece prin diferitele blocuri instalate pe feronerie pentru a fi refrigerate. La rândul său, lichidul fierbinte trece prin ceea ce este în esență un radiator în formă de calorifer, mai mult sau mai puțin mare, prevăzut cu ventilatoare. În acest fel, lichidul se răcește din nou, repetând ciclul la nesfârșit în timp ce echipamentul nostru funcționează.

Radiator termic pentru laptop

Într-o categorie specială putem pune heatsink-ul laptopurilor, sisteme care merită văzute în acțiune, deoarece unele sunt într-adevăr lucrate.

Aceste radiative sunt destul de speciale, deoarece profită la maxim de fenomenul de conducere. Datorită blocurilor reci instalate pe GPU-uri și procesoare din care ies tuburi de căldură de cupru, groase, lungi, aducând căldură în zona de disipare. Această zonă este alcătuită dintr- un, doi sau până la patru ventilatoare centrifuge care aruncă căldura între blocurile mici cu înotătoare.

Ce trebuie să țineți cont de asamblarea sa

Montarea unui radiator de calculator nu este prea complicată și nu există prea mulți factori de luat în considerare la montarea unuia, în scopul exclusiv al compatibilității și al măsurătorilor sale.

Ne referim la compatibilitatea cu platforma pe care o avem pe calculatorul nostru. Fiecare producător are propriile prize pentru a instala procesoarele, astfel încât mânerele și dimensiunile nu sunt aceleași. De exemplu, Intel are în prezent două: LGA 2066 pentru intervalele de lucru X și XE, iar LGA 1151 pentru desktopul Intel Core ix. Pe de altă parte, AMD mai are două, AM4 pentru Ryzen, și TR4 pentru Threadripper, deși acestea sunt aproape întotdeauna cu răcire lichidă. În orice caz, radiativele care nu sunt disponibile sunt întotdeauna cu sisteme de montare compatibile cu toate soclurile.

În ceea ce privește măsurile, trebuie să avem în vedere două. Pe de o parte, înălțimea radiatorului, pe care trebuie să o comparăm cu înălțimea admisibilă cu șasiul nostru, mergând la specificațiile sale. Pe de altă parte, lățimea și spațiul disponibil pentru memoria RAM. Radiatoarele mari ocupă atât de mult încât ajung pe RAM, așa că trebuie să știm ce profil acceptă.

Un al treilea element important este să știm dacă radiatorul este livrat cu o seringă cu pastă termică sau deja preinstalat în bloc. Majoritatea îl aduc, dar nu este necesar să ne asigurăm în caz că trebuie să-l cumpărăm separat.

Avantajele și dezavantajele radiatorilor

Așa cum am făcut în articolul despre răcirea cu lichide, aici vom vedea și avantajele și dezavantajele folosirii radiatorilor.

beneficiu

• Compatibilitate ridicată pentru PC Dimensiuni pentru aproape toate gusturile ieftine și eficiente chiar și pentru procesoare puternice Puține cabluri și instalare ușoară Mai fiabil decât răcirea cu lichid, fără lichide sau pompe care pot defecta Întreținerea simplă, pur și simplu curățați praful

dezavantaje

• Pentru procesoarele cu mai mult de 8 nuclee, acestea pot veni drept. Ocupă mult spațiu și sunt grele Limitări pentru înălțimea șasiului și înălțimea RAM-ului Estetic nu foarte rafinat

Concluzie și ghid pentru cele mai bune radiative pentru computer

Încheiem acest articol în care discutăm în profunzime problema radiativelor. Mai presus de toate, ne-am concentrat asupra funcționării și a fundamentelor sale de construcție și componente, deoarece este unul dintre subiectele mai puțin tratate.

Un radiator termic bun poate furniza perfect nevoia de răcire cu lichid, deoarece există astfel de configurații brutale pe piață precum Noctua NH-D15s, Gamer Storm Assassin sau uriașul Scythe Ninja 5 și Cooler Master Wraith Ripper. Acum vă lăsăm cu ghidul nostru.

Ghid pentru cele mai bune radiative, ventilatoare și răcire lichidă pentru computer

Ce rezistență termică aveți pe computer? Preferi răcitoarele de aer sau răcirea cu lichid?